Lucrare de laborator №1 subiect: măsurarea indicelui de refracție pentru o placă plană paralelă
LUCRĂRI DE LABORATOR nr. 1
SUBIECT: MĂSURAREA INDEXULUI DE REFRACȚIE PENTRU UN PLANE-PARALELĂ PLATĂ.
Obiectiv: să învățăm cum să determinăm indicele de refracție al unei plăci paralele plane, deplasarea fasciculului incident și estimarea erorii de măsurare.
Dispozitive și materiale;
1. Stand de plexiglas
3. Placă de sticlă paralelă plană
4. Hârtie albă (în milimetri sau într-o cușcă)
Să presupunem că o undă de lumină plană intră pe o interfață plană între două medii.
Suprafața undei AC este perpendiculară pe razele OA și OB (Figura 1)
Suprafața MN ajunge mai întâi la fasciculul OA. Oglinda OB va ajunge la suprafață după un timp, unde v1 este viteza de propagare a luminii în primul mediu. De aceea, în momentul în care valul secundar de la punctul B începe doar să fie excitat, valul din punctul A are deja forma unei emisfere de rază AK = v2. v2 este viteza propagării luminii în cel de-al doilea mediu.
Suprafața undei unui val refractat poate fi obținută prin tragerea unei suprafețe tangențiale la toate valurile secundare din cel de-al doilea mediu al cărui centru se află pe interfața media. În acest caz, acest plan KB este plicul undelor secundare.
Unghiul de incidență este egal cu unghiul CAB (părțile laterale ale unuia dintre aceste colțuri sunt perpendiculare pe laturile celuilalt). Prin urmare, CB = v1
Unghiul de refracție β este egal cu unghiul ABK. prin urmare
Vom diviza termenul de termen (1) în (2)
unde n este o constantă care nu depinde de unghiul de incidență, ci depinde de indicii de refracție ai primului și celui de-al doilea mediu, prin urmare n este numit indicele de refracție relativ și este determinat de formula:
Pentru a determina indicele de refracție relativ de formula (3), este necesar să se măsoare unghiul de incidență și unghiul de refracție.
Este posibil să se determine indicele de refracție al unei plăci utilizând o construcție geometrică (figura 2).
Prin m. A, interfețele aer-sticlă sunt perpendiculare la limită, se observă unghiurile de incidență α și refracția β. Apoi, folosind o busolă, un cerc este desenat cu un centru în punctul A cu o rază egală cu lungimea razei AF,
Construiți triunghiurile drepte ACD și AFP. Deoarece, atunci formula (3) ia forma
Folosind formula (5), este suficient să se măsoare distanțele CD și PF pentru a determina indicele de refracție al unei plăci.
Este necesar să se estimeze magnitudinea deplasării razei incidente.
În cazul instrumentelor optice, este uneori necesar ca razele să fie schimbate într-o cantitate mică. Pentru acest scop este folosită o placă plană paralelă.
Puteți măsura cantitatea de offset de o riglă (lungimea FL). De asemenea, se poate calcula din formula
poate fi de asemenea măsurat cu un protractor. Este de remarcat faptul că FP depinde de unghiul de incidență.
Ordinea de execuție a lucrării (Figura 3)
1. Așezați o placă paralelă paralelă pe hârtie de milimetru sau o foaie de hârtie într-o cușcă și conturați două fețe paralele.
2. Dincolo de limita MN, am setat 2 ace sub un unghi relativ la perpendicularul OO ', la o anumită distanță unul față de celălalt. 1 acul trebuie să fie la punctul B și 2 la punctul O.
3. Din partea M1N1 luăm în considerare ambele ace. Setați-le, astfel încât acul 1 „ascunse“ în spatele acului 2. apoi, în calea fasciculului în fața unei fețe de M1N1 stabili un ac al treilea, care este la un punct D, astfel încât să se suprapună ace 1 și 2. Un ac set 4 la cea mai mare distanță de ace 3.
4. Odată cu scoaterea acelor și îndepărtarea plăcii paralele plate, conectăm punctele O, B, C, D cu rigla punctului unde au fost acele
5. Folosind o busolă, este construit un cerc cu un centru în punctul O și o rază OD. Triunghiul OFA este construit. Segmentele de linie măsoară segmentele FA și O'D.
6. Unghiurile α și β sunt măsurate folosind un protractor.
7. Măsurați de la 1 la 6 puncte repetați de 5 ori
8. Calculați n cu ajutorul formulelor (3) și (5)
9. Calculați mărimea deplasării razei incidente conform formulei (6)
10. Înregistrați toate măsurătorile și rezultatele obținute în tabel. Tabelul trebuie completat după cum doriți.
11. Calculați eroarea medie pătrată prin formula
N este numărul de măsurători
Înregistrați datele din tabel.
Eroarea pătrată medie trebuie calculată din rezultatele formulei (3) și separat de rezultatele formulei (5)
12. Scrieți rezultatul final luând în considerare intervalul de încredere n = n. Rezultatul final trebuie să fie de două cu formula (3) și cu formula (5).
13. Construiți un grafic al dependenței n = f (N)
1. Formula pentru determinarea indicelui de refracție relativ?
2.Formula pentru determinarea deplasării fasciculului incident?
3. Cum pot determina indicele de refractie folosind geometria?
4. Ce este un front de undă și o suprafață?
Informații suplimentare se găsesc în versiunea electronică.
LUCRAREA LABORATORULUI № 2
SUBIECT: MĂSURAREA INDICATORULUI DE REFRIGERARE A PRISMULUI CU TREI PRIETENI CU 4 NEVOI.
1. Suport plat din plexiglas
3. Prisma triunghiulară
4. Hârtie albă (în milimetri sau într-o cușcă)
Scop. Pentru a afla cum să determinăm indicele de refracție al unei prisme triere pentru a estima eroarea de măsurare.
Lăsați una dintre suprafețele prismei, indicele de refracție al cărui raport în raport cu mediul-n, să fie incident la un unghi i1. Plecând de la legea refracției, construim calea razei în prisma. Unghiul dintre suprafețele refractare este notat cu α (unghiul refractar al prismei), linia de intersecție a suprafețelor refractare se numește muchia refractară. Unghiul dintre prelungirile razei incidentului și a razei de ieșire (la unghiul i2) va fi notat cu θ (unghiul de deformare a fasciculului în prisma).
pentru că θ este unghiul exterior KPT (figura 1)
Din triunghiul PLK:
Apoi pentru unghiul de abatere pe care îl avem
În conformitate cu legea refracției:
Înlocuind valorile i1 și β2 în expresia pentru θ avem:
Să găsim valoarea minimă a unghiului de deviere. Este ușor să dovedești asta
În consecință, există o condiție minimă. atunci
Această egalitate este valabilă pentru u. Din moment ce 0. numai condiția are un sens fizic de unde rezultă acest lucru
deoarece , apoi, adică unghiul de deformare este minim pentru un aranjament simetric al razelor care intră pe prisma și din ea (atunci când fasciculul din prisma este paralel cu baza sa). Prin urmare, pentru θmin obținem.
(1) este formula pentru o prismă groasă.
Acum, luați în considerare derivarea formulei pentru o prisma subțire:
Ne este dată o prisă echilateral AB = BC AC. n> nB
Lăsați lumina albă să cadă pe prisma, ABC = unghiul de refracție al prismei, θ - unghiul de deviere al prismei.
Determinăm formula pentru dependența α, θ, n unde n este indicele de refracție al mediului în raport cu aerul.
Luați în considerare TCR și MCT pentru MCT - θ extern, atunci
deoarece unghiul incidentului este foarte mic; i1 și β1. o pe axa instrumentului și setați ochiul și această oglindă astfel încât atât imaginea riglei transparente, cât și a scalei milimetrice să fie văzute simultan. Pentru a egaliza iluminarea imaginilor ambelor scale, se recomandă schimbarea pantei oglinzii scenei.
Numărăm numărul diviziunilor întregi de milimetri ale scalei N1 care coincid cu întregul număr de diviziuni ale imaginii riglei transparente N2. Deoarece raportul dintre lungimea diviziunii scării și riglă este de 10 mm,
Cunoscând D din (5), putem găsi cu ușurință o creștere liniară.
Întrebări de test:
Care sunt părțile componente ale microscopului?
Ce functie fac lentilele si ocularul?
Câte raze sunt necesare pentru a explica principiul funcționării microscopului?
Cum ar trebui să fie dispusă obiectivul și ocularul pentru a obține o imagine mărită și cum va arăta?
Ce se numește mărirea unghiulară a microscopului?
Ce se numește o mărire liniară a microscopului?
Informații suplimentare se găsesc în versiunea electronică.
LUCRĂRI DE LABORATOR № 5
Trimiteți-le prietenilor: